La photosynthèse a besoin de soleil, d'eau et de chaleur, mais pas trop. Au-delà d'une certaine température, elle ralentit. La question d'un optimum de température est importante en écologie végétale pour comprendre comment les écosystèmes sont adaptés au climat présent et pourraient être affectés par le réchauffement futur.
Les chercheurs dessinent pour la première fois une carte des températures de l'air optimales qui maximisent la photosynthèse en tous points du globe.
Cette étude s'appuie à la fois sur des mesures à l'échelle d'écosystèmes et sur des données collectées par des satellites d'observation de la Terre. D'une part, des stations météo spécialisées (« tours à flux »), déployées par l'Infrastructure européenne Icos (Integrated Carbon Observation System), permettent de mesurer en continu les échanges de gaz à effet de serre avec l'atmosphère. D'autre part, l'activité photosynthétique peut être surveillée depuis l'espace par des instruments qui relèvent le rayonnement infrarouge réfléchi par la surface terrestre ou la fluorescence de la végétation.
« Ces données démontrent l'existence d'un optimum de température pour chaque écosystème au-delà duquel la photosynthèse diminue, et cet optimum est bien plus faible que la température maximale (proche de 30°C) à partir de laquelle les réactions enzymatiques de photosynthèse diminuent », explique Philippe Ciais, l'un des co-auteurs de l'étude.
La moyenne globale de ces températures optimales est estimée à 23 ± 6 ° C, les régions chaudes bénéficiant de valeurs plus élevées que les froides. Ce dernier point témoigne d'une adaptation de long terme des écosystèmes aux conditions climatiques.
Le cas des forêts tropicales humides, qui jouent un rôle important pour le cycle de l'eau et l'absorption du CO2 à l'échelle globale, est cependant préoccupant. La température optimale pour la photosynthèse est déjà atteinte et dans tous les scénarios, y compris celui d'un réchauffement modéré de +2°C, ces forêts pourraient voir leur capacité de fixation du CO2 atmosphérique diminuer.